当刘少奇与王光美要结婚时，王光美向他提出：我还不是共产党员，等我的入党申请批准以后再结婚，刘表示同意。过了几天，党支部就通知王，入党申请批准了。王连忙写信告诉他，其实他早知道这件事。决定结婚后，刘就要王赶快把她的行李搬到他那儿去。王难为情，问他：“我就这样搬到你这里，算是怎么回事？要不要到机关大食堂宣布一下？”刘少奇却说，不用，结婚就是两个人的事。刘是等不及了，王前与王健两个女人离开他已有二年多了。

刘少奇让人把王光美接到他的窑洞。1948年8月21日，刘少奇和王光美举行了俭朴又热闹的婚礼。新房就设在西柏坡刘少奇居住和办公的两间土墙瓦顶房里。卧室里除了一张大木床和两把木椅子外，就是从延安转战带出来的那个写着“奇字第3号”的小书箱。大食堂晚饭以后，毛泽东硬是拉着周恩来一起来到刘少奇的卧室闹洞房。王光美给他们切蛋糕。打开一看，蛋糕已经被挖走了一块，原来是刘涛等不及，先挖一块吃了。毛主席还给他的女儿李讷要了一块带回去。西柏坡的夜色旖旎而美好，那个夜晚，王光美告别了姑娘处女的圣体，告别了当居里夫人的梦想，成了中共二把手的夫人。刘少奇如愿以偿，一个50岁的男人拥抱着姑娘年轻的身体。他高兴对女儿刘爱琴、儿子刘允斌说：“你们又有一个新妈妈了。王光美年轻漂亮，你们以后就会喜欢她的。”

婚后，王光美从中央军委外事组调到中共中央办公厅，担任刘少奇的秘书，十四级干部。一天晚饭后，刘少奇和王光美在村外的小路上散步。王光美问起了道听途说关于刘少奇过去的一些生活情况，刘少奇没有马上回答，沉思片刻后，他习惯性地吸了几口烟，才慢慢地说道：“你要从我的今后了解我，而不是从我的过去。”当有人说刘少奇为什么结过六次婚，他说：“我是公开的，没有偷偷摸摸搞不正当的关系。”结婚后，王光美翌年生刘平平，此后又生刘源、刘亭亭和刘潇潇。王光美当刘少奇秘书，在这个岗位上工作了18年，直到1966年文化大革命受残酷迫害为止。文革开始后，刘少奇和王光美先后被批斗。王光美承认，他曾想过自杀，当两人被逼分离前，刘少奇曾对她说“不能自己做结论”，于是她即使在狱中呆了十二年还是坚持了下来。

也许是巧合，在1948年8月刘少奇与王光美结婚后，比刘少奇小一岁的叶剑英，在1948年底与军大学员李刚结婚；更巧合的是，这次婚姻同刘少奇一样，也是叶剑英的第六次婚姻。